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高效全自动冷芯盒射芯机液压系统方案分析

内容作者:射芯机 发布时间:2018-11-25 21:35:28 浏览次数:0

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冷芯盒射芯机技术是继壳芯机和热芯盒之后发展快、应用广的髙效制芯技术,目前冷芯盒制芯法在制芯行业占有相当大的份额,尤其是在大型制芯上的应用。

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冷芯盒制芯工艺具有如下特点:

①砂芯常温下在芯盒内硬化,模具尺寸稳定、使用寿命长,砂芯尺寸精度高(达到CT7~8级以上)、变形量小;

②采用三乙胺吹气法使砂芯硬化速度快、制芯效率高;

③砂芯在常温下固化,显著地减少了能源消耗;

④砂芯浇铸后溃散性好、铸件清理成本低;

⑤组芯造型可以生产复杂工件,如发动机缸体、缸_盖。因此特别适合于铸造生产线的制芯,适用于大批量生产。冷芯盒射芯机即可以组线生产也可以单台制芯,产品改型灵活、方便。

绿色铸造是射芯机厂家铸成机械提出的产业目标和要求。基于这个目标和要求,射芯机厂家研发了高效、节能的新型Z84S0型全自动冷芯盒射芯机,该设备在多方面进行了创新、改进设计。本文着重介绍该设备液压控制系统的设计特点。

全自动冷芯盒射芯机的主要动作是以液压为动力实现的,设备上有30多条工作油缸,因此液压控制系统是提高设备生产效率、降低功率损耗、保证设备运行平稳、可靠的有效保障。

我们围绕提高设备生产效率、降低功率损耗、保证设备运行平稳、可靠等几方面对射芯机液压控制系统进行了以下几个方面优化设计。

1液压动力站

1.1合理匹配动力、回收功率

为提高设备生产效率,提高油缸的运动速度是行之有效的办法。液压动力站采用高低压组合泵+高低压蓄能器做动力,在空程快速时,由低压系统提供大流量低压油;当负载加大时,高压油迅速关闭连通高低压油路的通断阀,自动切断低压油流,系统压力随负载加大而升高。而此时的低压泵又继续向低压蓄能器充液,回收能量以备后续工作缸使用。

工作台车移动缸、射砂吹气台车移动缸、射砂机构升降缸、吹气机构升降缸及射头上压缸等,这几个缸的行程都较长,长的达到2000mm。为提高工作效率,油缸的空程速度已提高到600mm/s。要达到这个速度单靠泵供应流量势必造成选择的栗排量规格大、电机功率大,而在其他时候又功率过剩,泵打出的多余压'力油只能经溢流阀溢流,这样造成系统发热、升温,不仅浪费能量还给液压系统带来诸多问题。为解决这个问题我们在低压系统设置了两个蓄能器,将泵打出的多余压力油存储起来,当这些长行程工作缸快速运动时蓄能器和茱一起提供大流量低压油以满足油缸速度的需要。

高压回路中设置的高压蓄能器也是起到回收能量和蓄能作用,为油缸快速加载提供保证,同时也作为停泵保压时的补油源。合理的使用蓄能器可以大幅的降低电机功率,提髙设备的工作效率。

1.2蓄能器容积的选择

在选择泵的排量和蓄能器的大小时一定要统筹考虑。选择过小不能满足油缸的空程快速要求和加压速度要求,选择过大也会造成功率损耗、系统发热。蓄能器在该设备的工作过程为多变过程,在贮油过程气体压缩为等温过程,在快速放油时气体膨胀为绝热过程。

2运行平稳性

运动部件的提速也带来一些问题,如启动、停止时的冲击、振动将造成设备零部件的松动、开裂、变形,不仅降低了设备的精度也影响了设备的安全、使用寿命,同时也造成产品质量下降。

工作台车移动缸、射砂吹气台车移动缸、射头上压缸等几个长行程缸中高运动速度已高达600mm/s,为降低油缸启动、停止时的冲击、振动,传统的控制方式是方向阀加调速阀调速,需2条并联回路,元件多、系统复杂、调整不方便还是有级调速,而且启动、停止时仍有冲击。采用比例阀控制油缸运动,比例阀放大器内部斜坡发生器电路将输人的阶跃信号转换为斜率可调的平滑渐变的电流信号输出到比例电磁铁(如图1),使得阀开口度按设定的变化曲线逐渐变大或变小,这样通过阀的流量是渐变的,油缸的提速(或降速)也是渐变的,有效的保证了运行快速、平稳、无冲击。在油缸启动阶段其速度由0—^OOmm/s过程,可将比例阀放大器上升斜坡斜率调整到较大,使油缸提速较快;达到大速度之后油缸进人快速平稳运行阶段;当运行到接近设定停止位置前的某个位置时(这个位置可调)位置发讯器发讯油缸减速,减速过程可将比例阀放大器下降斜坡斜率调整得小一些,以使油缸停止平稳、避免冲击。

3系统可靠性

在下列情况下油缸必须保持位置或压力不变。

(1)在某些油缸工作时,其他一些油缸必须可靠保持位置不变。如工作台车移动时上芯盒升降缸必须保持在提升位置不能下滑;射砂吹气台车移动时射砂机构升降缸、吹气机构升降缸、射头上压缸必须保持在提升位置不能下滑;射砂机构升降缸、吹气机构升降缸运动时射砂板锁紧缸及吹气板锁紧缸必须在退离射砂板及吹气板的安全位置处。这是油缸之间的动作互锁要求。

(2)在砂芯硬化过程,液压系统所有泵阀停止动作,而相应的油缸必须保持原有工作状态,如左芯盒锁紧缸、右芯盒锁紧缸。这是油缸的自锁要求。

要保证这些油缸的可靠定位和保压,液压锁紧的可靠性要求就极高。液压锁紧阀必须选择锥面线密封的结构形式。

(3)—些可能出现误动作的回路可选择带定位的换向阀以保证阀定位可靠,不至于因阀内弹簧的回弹力不足或因震动等产生误动作

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